铁锂电池荷电状态预测方法及装置、存储介质和终端制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种铁锂电池荷电状态预测方法，包括：获取每个采样时刻所述目标铁锂电池的电压估计误差均值、电压估计误差标准差值和电压估计误差滑动平均值；分别判断该采样时刻电压估计误差滑动平均值是否大于第一条件值，以及当前采样时刻电压估计误差滑动平均值是否小于第二条件值；若大于则将预估荷电状态修正到第一修正值，若小于则继续判断电压估计误差滑动平均值等于标准值的采样时刻，并将该采样时刻的预估荷电状态修正到第二修正值；第一条件值表达式为μ(t)+n*σ(t)，第二条件值表达式为：μ(t)

【技术实现步骤摘要】
铁锂电池荷电状态预测方法及装置、存储介质和终端


[0001]本专利技术涉及铁锂电池
，尤其涉及一种铁锂电池荷电状态预测方法及装置、存储介质和终端。

技术介绍

[0002]铁锂电池在恒电流充放电过程的电压并不是一成不变的，而是存在持续上升或下降、平稳、再持续上升或下降的过程，因此可知铁锂电池在恒定电流充放电的过程存在平稳的过程，我们将其称之为充放电平台，而铁锂电池的充放电过程实际上包括两个充放电平台期。
[0003]图1给出了铁锂电池在几个不同温度下的常规放电示意图，基于图1可以看出，在进行铁锂电池荷电状态预测时，若预估荷电状态高于实际荷电状态时，由于预估荷电状态过程中的误差，当实际荷电状态小于第一充放电平台结束拐点时，预估荷电状态仍然处在第一充放电平台上，这样就必然导致电压估计误差出现异常值；同理若预估荷电状态低于实际荷电状态时，由于预估荷电状态过程中的误差，当实际荷电状态小于第二充放电平台的起始拐点时，预估荷电状态仍然处在第一充放电平台上，这样也会导致电压估计误差出现异常值。
[0004]现有的铁锂电池荷电状态预测方法主要包括以下几种：一种为安时积分法，该方法简单易实现，但存在误差累积且无法进行自校正的问题；一种为简单的开路电压法，该方法不适合动态估计；一种为基于等效电路模型的闭环估计方法，该方法虽然精度较高，但对模型精度要求高，老化后的估计精度可能下降；一种为基于机器学习的方法，该法需要大量数据训练，且不利于在线估计。综上所述，现有的铁锂电池荷电状态预测方法均存在各式问题。
专利技术内容
[0005]本专利技术所要解决的技术问题是现有的铁锂电池荷电状态预测方法无法满足实时在线、低数据量且还能达到高精度的要求。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种铁锂电池荷电状态预测方法，包括：
[0007]采集目标铁锂电池的实时电流值和实时温度值，并基于所述实时电流值计算所述目标铁锂电池的实时预估荷电状态；
[0008]基于所述实时电流值、所述实时温度值和所述实时预估荷电状态，通过二阶RC等效电路模型获取所述目标铁锂电池的实时预估端电压；
[0009]采集所述目标铁锂电池的实时端电压，并基于所述实时端电压和所述实时预估端电压获取每个采样时刻所述目标铁锂电池的电压估计误差均值、电压估计误差标准差值和电压估计误差滑动平均值；
[0010]依次判断单个采样时刻所述电压估计误差滑动平均值是否符合预设条件，若符合则对对应采样时刻所述目标铁锂电池的预估荷电状态进行修正，否则将所述实时预估荷电
状态作为对应采样时刻所述目标铁锂电池的预估荷电状态；
[0011]其中，判断某个采样时刻所述电压估计误差滑动平均值是否符合预设条件，若符合则将该采样时刻所述目标铁锂电池的预估荷电状态进行修正包括：
[0012]判断该采样时刻所述电压估计误差滑动平均值是否大于第一条件值，同时判断当前采样时刻所述电压估计误差滑动平均值是否小于第二条件值，
[0013]若该采样时刻所述电压估计误差滑动平均值大于所述第一条件值，则将该采样时刻作为修正时刻，并将所述修正时刻所述目标铁锂电池的预估荷电状态修正到第一修正值，并在所述修正时刻之后的采样时刻以所述第一修正值为起始容量百分比计算后续采样时刻的实时预估荷电状态；
[0014]若该采样时刻所述电压估计误差滑动平均值小于所述第二条件值，则将该采样时刻作为标准时刻，并将所述标准时刻对应的电压估计误差均值作为标准值，之后再依次判断所述标准时刻之后采样时刻所对应的电压估计误差滑动平均值是否等于所述标准值，当判断出所述标准时刻之后的某个采样时刻所对应的电压估计误差滑动平均值等于所述标准值，则将所述电压估计误差滑动平均值等于所述标准值的采样时刻作为修正时刻，并将所述修正时刻所述目标铁锂电池的预估荷电状态修正到第二修正值，并在所述修正时刻之后的采样时刻以所述第二修正值为起始容量百分比计算后续采样时刻的实时预估荷电状态；
[0015]所述第一条件值表达式为μ(t)+n*σ(t)，第二条件值表达式为：μ(t)
‑
n*σ(t)，μ(t)表示电压估计误差均值，σ(t)表示电压估计误差标准差，0＜n＜5，t表示采样时刻
[0016]优选地，设定A
‑
3％≤x1≤A+3％，其中A为所述目标铁锂电池第一电压平台的结束拐点荷电状态，x1为第一修正值。
[0017]优选地，设定B
‑
3％≤x2≤B+3％，其中B为所述目标铁锂电池第二电压平台的起始拐点荷电状态，x2为第二修正值。
[0018]优选地，通过安时积分法计算所述目标铁锂电池的实时预估荷电状态。
[0019]优选地，以所述第一修正值为起始容量百分比计算后续采样时刻的实时预估荷电状态的计算表达式为：
[0020][0021]其中，SOC_AHI(t)表示所述目标铁锂电池的实时预估荷电状态，Cap_rated表示所述标铁锂电池的额定容量，I_MEA(t)表示所述目标铁锂电池的实时电流值，x1为第一修正值，t1表示修正时刻。
[0022]优选地，以所述第二修正值为起始容量百分比计算后续采样时刻的实时预估荷电状态的计算表达式为：
[0023][0024]其中，SOC_AHI(t)表示所述目标铁锂电池的实时预估荷电状态，Cap_rated表示所述标铁锂电池的额定容量，I_MEA(t)表示所述目标铁锂电池的实时电流值，x2为第二修正
值，t1表示修正时刻。
[0025]优选地，所述电压估计误差均值表达式为：
[0026][0027]其中，μ(t)表示电压估计误差均值，μ(t
‑
Δt)为上一采样时刻的电压估计误差均值；Err(t)表示所述目标铁锂电池的电压估计误差；
[0028]所述电压估计误差标准差表达式为：
[0029][0030]其中，σ(t)表示电压估计误差标准差，U
MEA
(t)表示所述目标铁锂电池的实时端电压，V(t
‑
Δt)为上一采样时刻所述目标铁锂电池电压估计误差的方差；
[0031]所述电压估计误差滑动平均值表达式为：
[0032][0033]其中，Err_SW(t)表示电压估计误差滑动平均值，t
i
＝t
‑
ΔT，ΔT为滑动窗口的时间长度，且ΔT为Δt的整数倍，Δt为采样间隔。
[0034]为了解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种铁锂电池荷电状态预测装置，包括实时预估荷电状态获取模块、实时预估端电压获取模块、误差计算模块和修正判断模块；
[0035]所述实时预估荷电状态获取模块，用于采集目标铁锂电池的实时电流值和实时温度值，并基于所述实时电流值计算所述目标铁锂电池的实时预估荷电状态；
[0036]所述实时预估端电压获取模块，用于基于所述实时电流值、所述实时温度值和所述实时预估荷电状态，通过二阶RC等效电路模型获取所述目标铁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁锂电池荷电状态预测方法，包括：采集目标铁锂电池的实时电流值和实时温度值，并基于所述实时电流值计算所述目标铁锂电池的实时预估荷电状态；基于所述实时电流值、所述实时温度值和所述实时预估荷电状态，通过二阶RC等效电路模型获取所述目标铁锂电池的实时预估端电压；采集所述目标铁锂电池的实时端电压，并基于所述实时端电压和所述实时预估端电压获取每个采样时刻所述目标铁锂电池的电压估计误差均值、电压估计误差标准差值和电压估计误差滑动平均值；依次判断单个采样时刻所述电压估计误差滑动平均值是否符合预设条件，若符合则对对应采样时刻所述目标铁锂电池的预估荷电状态进行修正，否则将所述实时预估荷电状态作为对应采样时刻所述目标铁锂电池的预估荷电状态；其中，判断单个采样时刻所述电压估计误差滑动平均值是否符合预设条件，若符合则将该采样时刻所述目标铁锂电池的预估荷电状态进行修正包括：判断该采样时刻所述电压估计误差滑动平均值是否大于第一条件值，同时判断当前采样时刻所述电压估计误差滑动平均值是否小于第二条件值，若该采样时刻所述电压估计误差滑动平均值大于所述第一条件值，则将该采样时刻作为修正时刻，并将所述修正时刻所述目标铁锂电池的预估荷电状态修正到第一修正值，并在所述修正时刻之后的采样时刻以所述第一修正值为起始容量百分比计算后续采样时刻的实时预估荷电状态；若该采样时刻所述电压估计误差滑动平均值小于所述第二条件值，则将该采样时刻作为标准时刻，并将所述标准时刻对应的电压估计误差均值作为标准值，之后再依次判断所述标准时刻之后采样时刻所对应的电压估计误差滑动平均值是否等于所述标准值，当判断出所述标准时刻之后的某个采样时刻所对应的电压估计误差滑动平均值等于所述标准值，将所述电压估计误差滑动平均值等于所述标准值的采样时刻作为修正时刻，并将所述修正时刻所述目标铁锂电池的预估荷电状态修正到第二修正值，并在所述修正时刻之后的采样时刻以所述第二修正值为起始容量百分比计算后续采样时刻的实时预估荷电状态；所述第一条件值表达式为μ(t)+n*σ(t)，第二条件值表达式为：μ(t)
‑
n*σ(t)，μ(t)表示电压估计误差均值，σ(t)表示电压估计误差标准差，0＜n＜5，t表示采样时刻。2.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，设定A
‑
3％≤x1≤A+3％，其中A为所述目标铁锂电池第一电压平台的结束拐点荷电状态，x1为第一修正值。3.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，设定B
‑
3％≤x2≤B+3％，其中B为所述目标铁锂电池第二电压平台的起始拐点荷电状态，x2为第二修正值。4.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，通过安时积分法计算所述目标铁锂电池的实时预估荷电状态。5.根据权利要求4所述的预测方法，其特征在于，以所述第一修正值为起始容量百分比计算后续采样时刻的实时预估荷电状态的计算表达式为：
其中，SOC_AHI(t)表示所述目标铁锂电池的实时预估荷电状态，Cap_rated表示所述标铁锂电池的额定容量，I_MEA(t)表示所述目标铁锂电池的实时电流值，x1为第一修正值,t1表示修正时刻。6.根据权利要求4所述的预测方法，其特征在于，以所述第二修正值为起始容量百分比计算后续采样时刻的实时预估荷电状态的计算表达式为：其中，SOC_AHI(t)表示所述目标铁锂电池的实时预估荷电状态，Cap_rated表示所述标铁锂电池的额定容量，I_MEA(t)表示所述目标铁锂电池的实时电流值，x2为第二修正值，t1表示修正时刻。7.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述电压估计误差均值表达式...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯礼鸿，李承昊，沈向东，沈成宇，
申请(专利权)人：上海瑞浦青创新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：